질소시비수준이 콩의 생육 및 isoflavone 함량에 미치는 영향

Effect of Nitrogen Fertilization levels on Growth and Isoflavone Content in Soybean

Isoflavone은 다양한 식물군에 광범위하게 발견되고 있으나, 콩과 식물에 상대적으로 많이 존재하는 phytochemical로서 암, 심장질환, 골다공증과 여성의 폐경기 증후군과 같은 질병을 예방하는데 효과가 있는 물질로 알려져 있다(Arther & William, 1983). 특히, 콩에 포함되어 있는 isoflavone은 antiestrogen, antioxidant와 tyrosine protein kinase inhibitor 기능을 가지고 있어 콩 소비가 많은 아시아인들의 전립선암, 유방암, 직장암 등에 대한 발병률을 낮추는 것과 관계가 있다는 연구결과가 보고되면서(Record et al., 1995) 양질의 단백질과 지방 및 생리활성 물질을 함유한 기능성 식품으로서 콩의 식품영양학적 가치가 재인식되고 있다. 콩은 곡류 위주의 식습관을 지닌 우리 나라 사람들에게 두부, 장류, 콩나물 등 다양한 식품소재로 이용되고 있는데, 콩과 콩 가공식품 중에 주로 존재하는 isoflavone은 genistein과 daidzein 및 glycitein의 배당체인 genistin, daidzin, glycitin 형태로 존재한다(Murphy, 1982; Walter et al., 1941; Kodou et al., 1991). 이 중에서 genistein과 daidzein은 생리기능이 가장 우수한 대표적인 isoflavone으로서 암세포의 성장과 분화에 관련된 protein tyrosin kinase의 활성(Levitzki et al., 1995) 및 다른 항암제들처럼 DNA 복제와 관련된 topoisomerase II를 억제하는 물질로도 알려져 있으며(Yamashita et al., 1991), 독성이 거의 없다고 한다(Barnes et al., 1996). 일반적으로 콩의 isoflavone은 100~300 mg %정도 함유되어있으며(Anlin et al., 1995), 국내산 콩 품종의 isoflavone 함량은 46~232 mg % 범위였다(Choi et al., 1996; Kim & Kim, 1996; Choi & Sohn, 1998; 김 등, 1999). Isoflavone 함량과 조성은 품종 및 재배환경에 따라 큰 차이가 있다고 보고(소 등, 2001; Tony et al., 2002)되고 있으나 생육시기나 시비수준에 따른 함량변화에 대한 연구결과는 비교적 많지 않은 실정이다. 본 연구에서는 생육시기별 콩과 콩 식물체의 isoflavone 함량변화를 알아보고, 질소시비 수준이 콩의 생육, 수량 및 isoflavone 함량에 미치는 영향을 검토하여 특수목적 콩 및 고품질 콩 품종육성을 위한 기초 자료로 활용하고자 수행하였다.

The nitrogen fertilization effect on growth characteristics and isoflavone content was investigated in this study, and isoflavone analyzed by HPLC with photodiode array (PDA) detector and reverse-phase C18 column. Fertilization levels were no-fertilization, no nitrogen, 50% decreased in nitrogen, standard and 50% increased in nitrogen fertilization. The 50% increased nitrogen fertilization showed the highest growth characteristics then other fertilization level and the number of pod and seed showed maximum value 31.9 and 72.3, respectively. and seed yield was 2,460 kg/ha. During growth stages, isoflavone content in leaf, stem and root of soybean plants decreased to R5 stage then increased to R7 stage. Isoflavone content according to various nitrogen fertilization condition, in case of none fertilization, no nitrogen, 50% decreased nitrogen fertilization showed higher value than those of standard and 50% increased nitrogen fertilization levels. Aglycon content among the isoflavone isomers showed much higher in plant than in seed. The highest isoflavone content was found in the root of soybean plant parts. Isoflavone content of seed was higher in none, no nitrogen, 50% decreased nitrogen than those of standard and 50% increased nitrogen fertilization.